Atık Su Arıtımı; evsel ve endüstriyel atık suların geri kullanıma veya doğaya deşarjına uygun hale getirilmesidir. Arıtım genellikle havalandırma, aktif çamur sistemleri, membran biyoreaktörleri veya yavaş kum filtresi gibi biyolojik proseslerle sağlanır. Akım şeması genel olarak su ve katıların ayrıldığı sedimantasyonla başlar; daha sonra çözünmüş maddenin biyolojik flok olarak katılaşmasıyla devam eder ve son çöktürmeyle istenilen saflıkta su elde edilmesiyle sona erer. Doğru arıtmayla endüstriyel suların büyük çoğunluğunun tekrar kullanıma hazır hale gelmesi elbette ki mümkündür.

Atık su arıtma prosesleri aşağıdakiler gibidir:

Arıtma sonucu olan çamur ise bir takım yöntemlerle bertaraf edilebilir; yoğunlaştırma, stabilizasyon, şartlandırma, dezenfeksiyon ve susuzlaştırma, ısıl kurutma, termal azaltma yöntemlerine tabi tutulabilir. Bunlardan sonra nihai bertaraf için dağıtım ve pazarlama, kimyasal sabitleme, düzenli depolama ve lagünlerde biriktirme gibi alternatifler mevcuttur.